CN219893308U - 一种精密数字锁相环电路及基于精密数字锁相环电路的多功能原位计量校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种精密数字锁相环电路及基于精密数字锁相环电路的多功能原位计量校准装置。原位计量校准装置可以测量地面和舰载系统中的各类原子钟的时频参数，同时通过内部集成的GPS北斗时统作为参考标准源，测试时间频率时统中1PPS信号的同步进度和定时稳定度。通过本实用新型，可以快速简洁的测试地面和舰载系统中原子钟的长短期稳定度和漂移率，满足了各类舰载的测试任务需求，采用数字锁相环技术提高了测量精度和便携性，避免了模拟电路设计体积大便携性差的难题，对各种测试需求均可以快速准确的实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及地面和舰载时统中的各种原子频率标准的测量技术领域，特别涉及一种精密数字所相环电路及基于精密数字锁相环电路的多功能原位计量校准装置。
背景技术
现有技术中，锁相环均采用模拟方式实现。图1是现有技术的组成图。如图1所示，采用鉴相器、环路滤波器、VCO组成锁相反馈闭环系统电路。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种精密数字所相环电路及基于精密数字锁相环电路的多功能原位计量校准装置，以解决现有技术中模拟锁相环测试精度低和一体化程度不高的原位计量校准装置。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：精密数字锁相环电路，实现外部时钟精密锁相调节，包括：参考信号输入电路，用于不同参考信号的监测和转换成给计数器信号，所述参考信号输入电路连接设有时钟信号输入电路，所述时钟信号输入电路用于将高频率的时钟信号做电平匹配提供锁相环时钟参考，所述时钟信号输入电路连接设有N计数器电路，所述N计数器电路用于记录参考信号的时钟周期，所述N计数器电路连接设有PFD调节电路，所述PFD调节电路用于同VCO做比例积分和PID参数调节，多选择电路用于将不同的测试结果供给下一级。
作为改进：所述参考信号输入电路包括缓冲器、开关和与门其中之一或任意组合。
作为改进：所述时钟信号输入电路包括二极管、三极管和偏置器其中之一或任意组合。
作为改进：所述N计数器电路包括多字节计数器和锁存器其中之一或任意组合。
作为改进：所述PFD调节电路包括触发器、门电路和延迟线其中之一或任意组合。
作为改进：所述多选择电路包括复选器、控制器和三极管其中之一或任意组合。
作为改进：任一项所述的精密数字锁相环电路，与精密数字锁相环电路连接的pps产生单元，用于产生pps信号；与精密数字锁相环电路连接的pps测试单元用于测试pps同步精度；精密数字锁相环电路连接的GPS/北斗单元产生标准时间信号；与精密数字锁相环电路连接的频标比对单元，用于测试多台地面和舰载原子钟的时域信号。
本实用新型与现有技术相比优点在于：本实用新型通过精密数字锁相环电路，从而提高了信号的测量指标，满足了的地面和舰载系统各种频率标准的校准需求；通过连接不同的单元模块，增加了测试项目和可便携性，实现了多功能原位计量。
附图说明
图1是现有锁相环的组成图；
图2是参考信号输入电路图；
图3是时钟信号输入电路一种实施例；
图4是N计数器电路一种实施例；
图5是PFD调节电路图；
图6是多选择电路图；
图7是多功能原位计量校准装置的组成图；
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。
如图1至图7所示，精密数字锁相环电路，实现外部时钟精密锁相调节，包括：参考信号输入电路，用于不同参考信号的监测和转换成给计数器信号，所述参考信号输入电路连接设有时钟信号输入电路，所述时钟信号输入电路用于将高频率的时钟信号做电平匹配提供锁相环时钟参考，所述时钟信号输入电路连接设有N计数器电路，所述N计数器电路用于记录参考信号的时钟周期，所述N计数器电路连接设有PFD调节电路，所述PFD调节电路用于同VCO做比例积分和PID参数调节，多选择电路用于将不同的测试结果供给下一级。
所述参考信号输入电路包括缓冲器、开关和与门其中之一或任意组合，所述时钟信号输入电路包括二极管、三极管和偏置器其中之一或任意组合，所述N计数器电路包括多字节计数器和锁存器其中之一或任意组合，所述PFD调节电路包括触发器、门电路和延迟线其中之一或任意组合，所述多选择电路包括复选器、控制器和三极管其中之一或任意组合。
任一项所述的精密数字锁相环电路，与精密数字锁相环电路连接的1pps产生单元，用于产生1pps信号；与精密数字锁相环电路连接的1pps测试单元用于测试1pps同步精度；精密数字锁相环电路连接的GPS/北斗单元产生标准时间信号；与精密数字锁相环电路连接的频标比对单元，用于测试多台地面和舰载原子钟的时域信号。
本实用新型在具体实施时，鉴于模拟锁相环组成负载，引入测试不便的问题，本实用新型实施例提供了精密数字锁相环多功能原位计量校准装置。多功能原位计量校准装置可以测量地面和舰载时统系统上原子钟和1pps定时误差、同步误差和稳定度等时频参数的测量，同时通过GPS/北斗高精度授时系统胃计量装置提供了准确度的参考时钟。参考时钟24小时的误差达到-13量级。
实施例中，参考信号输入电路包括：参考信号输入耦合电容、多个幅度衰减开关和触发门电路。图2是参考信号输入电路的电路图，如图2所示，信号通过耦合电容，SW1,SW2,SW3开关和门电路缓冲给计数器使用。
实施例中，时钟信号输入电路包括两个钳位二极管、两个对管三极管和上拉电阻。如图3所示二极管起到限幅作用,可以得到限制幅度不超过0.7V，起到保护作用。
实施例中，如图4所示，N计数器电路电路一种实施例。包括13bit的计数器，根据参考信号频率调整计数器的位数。
图5是PFD调节电路图。如图5所示，两个D触发器起到整形的作用改变R和N计数器的时延位置，可编程延迟线调节延迟参数给充电泵做CP时钟使用。
图6是多选择电路图。模拟时钟监测、数字时钟监测、R计数器、N计数器多个标记通过复选器选择给控制单元，完成最终的锁相功能。
图7是多功能原位计量校准装置的组成图。如图7所示，多功能原位计量校准装置的组成：与精密数字锁相环电路连接的1pps产生单元，用于产生1pps信号；与精密数字锁相环电路连接的1pps测试单元用于测试1pps同步精度；精密数字锁相环电路连接的GPS/北斗单元产生标准时间信号；与精密数字锁相环电路连接的频标比对单元，用于测试多台地面和舰载原子钟的时域信号。
综上所述，本实用新型提供采用精密数字锁相环多功能原位计量校准装置。原位计量校准装置可以测量地面和舰载系统中的各类原子钟的时频参数，同时通过内部集成的GPS北斗时统作为参考标准源，测试时间频率时统中1PPS信号的同步进度和定时稳定度。通过本实用新型，满足了各类舰载的测试任务需求，提高了测量精度和便携性，对各种测试需求均可以快速准确的实现。
以上所述仅为本实用新型专利的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型专利，凡在本实用新型专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (7)
1.精密数字锁相环电路，其特征在于实现外部时钟精密锁相调节，包括：参考信号输入电路，用于不同参考信号的监测和转换成给计数器信号，所述参考信号输入电路连接设有时钟信号输入电路，所述时钟信号输入电路用于将高频率的时钟信号做电平匹配提供锁相环时钟参考，所述时钟信号输入电路连接设有N计数器电路，所述N计数器电路用于记录参考信号的时钟周期，所述N计数器电路连接设有PFD调节电路，所述PFD调节电路用于同VCO做比例积分和PID参数调节，多选择电路用于将不同的测试结果供给下一级。
2.根据权利要求1所述的精密数字锁相环电路，其特征在于，所述参考信号输入电路包括缓冲器、开关和与门其中之一或任意组合。
3.根据权利要求1所述的精密数字锁相环电路，其特征在于，所述时钟信号输入电路包括二极管、三极管和偏置器其中之一或任意组合。
4.根据权利要求1所述的精密数字锁相环电路，其特征在于，所述N计数器电路包括多字节计数器和锁存器其中之一或任意组合。
5.根据权利要求1所述的精密数字锁相环电路，其特征在于，所述PFD调节电路包括触发器、门电路和延迟线其中之一或任意组合。
6.根据权利要求1所述的精密数字锁相环电路，其特征在于，所述多选择电路包括复选器、控制器和三极管其中之一或任意组合。
7.基于精密数字锁相环电路的多功能原位计量校准装置，其特征在于，包括：权利要求1至6任一项所述的精密数字锁相环电路；与精密数字锁相环电路连接的1pps产生单元，用于产生1pps信号；与精密数字锁相环电路连接的1pps测试单元用于测试1pps同步精度；精密数字锁相环电路连接的GPS/北斗单元产生标准时间信号；与精密数字锁相环电路连接的频标比对单元，用于测试多台地面和舰载原子钟的时域信号。
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